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基于图像的轴承套加工缺陷检测研究

作　者: 郑凌
导　师: 朱世强；金波
学　校: 浙江大学
专　业: 机械工程
关键词: 嵌入式系统图像采集轴承套倒角图像处理缺陷检测
分类号: TP274
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

机械基础件是装备制造业赖以生存和发展的基础,轴承作为一种极端重要的机械基础件,其质量要求严格。本课题以轴承套作为研究对象,研究基于图像的轴承套缺陷检测,旨在解决人工检测在保证轴承质量上所面临的诸多问题。课题采用ARM单片机与CMOS摄像头的嵌入式图像采集方案,搭建了一种紧凑、成本低廉合适的图像采集处理硬件平台,采集轴承套图像,且通过图像处理,有效判断轴承套倒角是否完整,实现轴承套缺陷检测。主要的研究工作包括：1调研图像用于缺陷检测的采集方案和处理算法应用,学习图像算法在缺陷检测中各自的优势。2搭建了一种成本低廉、功能合适、结构紧凑的图像采集平台。采用嵌入式图像采集方案,选用CMOS图像传感器,以STM32F103ZET6+OV7670+AL422B为核心实现轴承套图像采集,外扩数据存储器IS61LV25616存储一帧图像。3在硬件平台基础上,通过摄像头串行控制总线(SCCB)编写摄像头驱动程序,配置摄像头内部寄存器,调试摄像头实现图像采集,使之输出一帧QVGA的RGB565格式的图像。4利用轴承套已倒角和未倒角对入射光线反射的角度不同,造成图像变化的原理,通过相应的图像处理算法,计算倒角区域的黑色像素点数进行加工缺陷的检测,论文通过实验对比了基于矩形区域和环形区域缺陷判断的可靠性和鲁棒性,最终选择环形倒角区域进行缺陷的识别判断,实现轴承套加工缺陷的检测。

全文目录

致谢  5-7
摘要  7-8
Abstract  8-10
目录  10-12
1 绪论  12-26
  1.1 课题研究背景及意义  12-16
  1.2 基于图像的缺陷检测研究现状与发展趋势  16-24
    1.2.1 国内外研究进展  17-21
    1.2.2 存在的问题和发展趋势  21-24
  1.3 主要研究内容  24-25
  1.4 本章小结  25-26
2 系统硬件平台  26-40
  2.1 图像采集方案的确立  26-30
    2.1.1 嵌入式方案的选择  26-29
    2.1.2 CMOS图像传感器的选择  29-30
  2.2 系统总体框架  30-36
    2.2.1 摄像头模块  31-32
    2.2.2 STM32F103ZET6最小系统  32-34
    2.2.3 串口  34-35
    2.2.4 外扩数据存储器  35-36
  2.3 图像采集硬件平台稳定性设计  36-37
  2.4 图像采集硬件平台调试  37-38
    2.4.1 串口调试  37
    2.4.2 外部数据存储器调试  37-38
  2.5 本章小结  38-40
3 轴承套图像的采集与显示  40-66
  3.1 图像采集  41-53
    3.1.1 OV7670摄像头驱动  41-48
    3.1.2 同步时序逻辑  48-49
    3.1.3 OV7670图像输出重要配置  49-53
  3.2 图像显示  53-57
  3.3 摄像头调试总结  57-63
  3.4 本章小结  63-66
4 轴承套图像处理及缺陷的识别判断  66-92
  4.1 图像预处理  67-80
    4.1.1 滤波去噪  68-69
    4.1.2 阈值分割  69-76
    4.1.3 边缘检测  76-80
  4.2 倒角区域的提取  80-87
    4.2.1 矩形区域提取  81
    4.2.2 形区域提取  81-87
  4.3 缺陷的检测判断  87-90
    4.3.1 基于矩形的缺陷识别判断  88-89
    4.3.2 基于环形的缺陷识别判断  89-90
  4.4 本章小结  90-92
5 总结与展望  92-94
  5.1 论文总结  92-93
  5.2 课题展望  93-94
参考文献  94-99

基于图像的轴承套加工缺陷检测研究

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